고정 바디 카메라는 렌즈를 필름과 평행하게, 광축 중앙에 고정한다. 이로 인해 두 가지 타협이 강요된다. 초점면이 필름과 평행한 채로 머물기 때문에 앞으로 뻗어 나가는 피사체를 f/45나 f/64까지 조여야만 잡을 수 있고, 그 대가로 회절 열화와 긴 노출 시간을 감수해야 한다. 그리고 높은 건물을 담으려 카메라 전체를 위로 기울이면 수직선이 수렴한다. 뷰 카메라는 렌즈 스탠다드와 필름 스탠다드를 각각 독립적으로 회전하고 이동할 수 있게 함으로써 이 두 가지 제약을 모두 제거한다. 이 모든 기술은 두 가지 기하학적 법칙과 하나의 역할 분담에 기초한다. 이 원리가 어떻게 수치로 이어지는지 파악하면, 원하는 곳에 초점을 배치하고 수직선을 곧게 유지할 수 있다.

두 스탠다드와 여섯 가지 무브먼트

뷰 카메라는 벨로즈로 연결된 두 개의 가동 프레임이다. 앞 스탠다드에는 렌즈가, 뒤 스탠다드에는 그라운드 글라스와 필름이 장착된다. 각 스탠다드는 동일한 여섯 가지 무브먼트를 수행한다. 라이즈와 폴은 스탠다드를 필름면과 평행하게 수직으로 이동시키고, 시프트는 같은 방식으로 수평 이동시킨다. 이 세 가지는 순수한 직선 이동으로, 렌즈와 필름 사이의 각도를 바꾸지 않는다. 틸트는 스탠다드를 수평축을 중심으로 회전시키고, 스윙은 수직축을 중심으로 회전시킨다. 이 두 가지는 두 면 사이의 상대적 각도를 변경한다.

역할 분담은 단순한 기계적 사실에서 비롯된다. 앞 틸트나 스윙은 렌즈의 방향만 바꾼다. 필름은 고정된 채 초점면만 이동하므로, 프레임 전체의 배율, 즉 피사체의 형태는 변하지 않는다. 뒤 틸트나 스윙은 필름과 피사체 사이의 각도를 바꾸며, 이는 프레임의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 배율을 달라지게 만든다. 그 배율 차이야말로 평행선이 수렴하거나 발산하게 만드는 원인이다. 따라서 작업의 원칙은 앞은 초점, 뒤는 원근이다. Ansel Adams는 The Camera (1980)에서 이 여섯 가지 모두를 사진가의 관점에서 정석적으로 다루고 있으며, 곁에 두어야 할 최고의 단일 참고 문헌이다.

샤임플러그 조건

렌즈와 필름이 평행할 때 초점면은 둘 모두와 평행하다. 렌즈를 기울이면 그 면은 움직이지만, 임의적으로 움직이는 것은 아니다. 샤임플러그 원리에 따르면, 피사체면·렌즈면·필름면이 모두 하나의 공통 직선, 즉 샤임플러그 선 위에서 만나야 피사체면 전체가 선명하게 맺힌다. 이 관계는 광학적인 것이 아니라 기하학적인 것이다. 오스트리아 육군 대위 Theodor Scheimpflug는 1904년 1월 16일 출원되어 1904년 5월 12일 등록된 영국 특허 제1196호 “평면 화상 및 이미지의 체계적 변형 또는 왜곡을 위한 개선된 방법과 장치”에서 이를 기술했다. 그는 프랑스 엔지니어 Jules Carpentier의 선행 특허, 즉 1901년 1월 17일 출원되어 1901년 11월 2일 등록된 영국 특허 제1139호—원근 교정 확대기—를 선행 연구로 인정했다.

힌지 법칙과 틸트 계산 예시

샤임플러그 선은 초점면이 어떤 직선을 통과한다는 것을 알려 주지만, 하나의 직선을 통과하는 면은 무한히 많으므로 어느 면인지는 알 수 없다. 힌지 법칙이 이 빠진 조건을 채워 준다. Harold M. Merklinger는 Focusing the View Camera에서 이를 정식화하고 힌지 선이라는 용어를 만들었다. 초점면, 렌즈의 앞 초점면(렌즈 앞 한 초점 거리에 있는 렌즈면과 평행한 면), 그리고 렌즈 중심을 지나는 필름 평행면이 모두 힌지 선 위에서 만난다. 렌즈에서 그 선까지의 거리 J는 오직 초점 거리와 틸트 각도에 의해서만 결정된다: alpha = arcsin(f / J), 즉 J = f / sin(alpha). 작은 틸트에 대해 Merklinger는 현장 근사식을 제시한다: 각도(도) ≈ f / (5J), 여기서 f는 밀리미터 단위, J는 피트 단위다.

수치를 대입해 보자. 4x5 판형에 Schneider Symmar-S 210mm f/5.6을 사용하고, 카메라 바로 아래에서 뒤로 뻗어 나가는 테이블 상면을 촬영하는데 해당 지면이 렌즈 축 아래 약 10피트에 있다고 하면, alpha는 대략 210 / (5 × 10) = 4.2도의 앞 틸트가 된다. 이것이 바로 핵심을 구체적으로 보여 주는 수치다. 약 4도만으로 초점면이 필름과 평행한 위치에서 뻗어 나가는 지면 전체로 내려앉는다. 몇 도가 실제로 큰 이동인 이유는 J가 짧기 때문이다.

일단 틸트를 적용하면 힌지 선은 공간에 고정된다. 이후 백 포커스로 재초점을 맞추면 오직 한 가지만 일어난다. Merklinger의 표현을 빌리자면, 초점면은 “힌지 선 위에서 시소처럼 흔들린다.” 이것이 표준적인 그라운드 글라스 작업 절차를 정당화한다. 원경 디테일에 백으로 초점을 맞추고, 앞 틸트를 적용하고, 재초점을 맞추고, 반복한다. 매번 재초점을 맞출 때마다 전체 면이 고정된 힌지를 축으로 흔들리므로, 몇 번의 반복으로 근경과 원경을 함께 잡는 세팅에 수렴한다.

피사계 심도의 쐐기

조리개를 조이면 여전히 피사계 심도를 얻을 수 있지만, 틸트된 렌즈에서 그 심도는 필름과 평행한 슬래브가 아니다. 근거리 한계와 원거리 한계는 힌지 선과 평행한 선을 중심으로 회전하는 평면들이며, 각각 힌지 선의 양쪽으로 일정 거리 떨어져 있다. 따라서 그 사이의 합초 영역은 쐐기 형태가 된다. 카메라에 가까운 힌지 부근에서는 얇고, 거리가 멀어질수록 벌어진다. 실용적인 시사점은 명확하다. 피사계 심도는 힌지에 가까운 전경에서 가장 얕고, 원거리에서 넉넉하다. 초점면을 배치할 때는 카메라에 가까운 얕은 쪽이 피사체 깊이가 가장 적은 곳에 오도록 배치하라.

여기서 조리개의 보상이 작동한다. 틸트 없이 순전히 피사계 심도만으로 잡으려면 f/45나 f/64가 필요했던 뻗어 나가는 피사체면을, 틸트로 초점면을 피사체에 겹쳐 놓으면 f/22, 혹은 거의 개방에 가까운 조리개로 잡을 수 있다. 앞 틸트 몇 도를 대가로 두세 스톱을 확보하고, 소구경 조리개가 초래하는 회절 열화와 긴 노출에서 벗어나는 것이다.

이미지 서클, 라이즈, 그리고 건물 교정

모든 무브먼트는 렌즈의 이미지 서클, 즉 렌즈가 투사하는 사용 가능한 이미지 원판을 소비한다. 어떤 무브먼트도 사용하기 전에 이미지 서클이 필름 대각선을 초과해야 하며, 그 여분이 라이즈·폴·시프트에 활용할 수 있는 양이다. 4x5의 대각선은 약 153mm, 5x7은 약 210mm, 8x10은 약 312mm다. Symmar-S 210mm는 f/22에서 약 294mm를 커버한다(약 70도). 4x5에서는 넉넉하고, 5x7에서는 표준 렌즈로서 겨우 커버하며, 8x10은 커버하지 못한다.

건축 사진에서는 시야각 때문만이 아니라 여분의 이미지 서클 때문에 광각 렌즈를 선택한다. Nikkor-SW 90mm f/8은 f/22에서 약 235mm를 투사한다(커버리지 각도 약 105도). 4x5 대각선 153mm에 대비하면 약 80mm의 여분이 생긴다. 높은 건물을 촬영할 때는 뒤 스탠다드를 수직으로 유지해(뒤 틸트 없이) 수직선이 평행하게 유지되도록 하고, 그 여분 안에서 앞 라이즈를 적용해 건물 꼭대기를 프레임에 들어오게 한다. 넓은 이미지 서클을 넓은 화각이 아닌 라이즈에 쓰는 것이다. 그래서 광각이 필요 없더라도 광각 렌즈가 올바른 선택이다. 4x5에서 90mm SW는 가용 라이즈 대부분을 쓰게 된다.

이미지 서클 가장자리를 넘어가면 뚜렷한 기계적 커트오프가 발생한다. 판형이 원판을 벗어나면서 모서리가 갑자기 어두워진다. 이는 자연 조명의 cos^4(θ) 법칙에 따른 점진적인 주변부 광량 저하와는 다르다. 후자는 매끄럽게 어두워지지, 갑자기 잘리지 않는다. 90mm SW 같은 광각 렌즈는 cos^4 광량 저하가 충분히 뚜렷하게 나타나므로, 프레임 전체의 노출을 균일하게 하기 위해 센터 필터와 함께 쓰이는 경우가 많다. 결국 가용 무브먼트는 카메라의 특성인 만큼이나 렌즈의 특성이기도 하다.